沉降室的设计计算，主要是根据要求处理的气体量和净化效率确定沉降室的尺寸，最关键的是选择适当的气流速度。气流速度低，分离效果好，但除尘器截面积较大；气流速度大，分离效果差，且易引起二次扬尘。因此，应选择沉降室中的气流速度低于物料被重新带走的二次扬尘速度。

沉降室气体流速

为了使问题简化，在沉降室的设计计算中假定：沉降室内气流分布均匀，并处于层流状态；进入除尘器的尘粒以气流速度v向前运动，同时以沉降速度v₀下降。则进入沉降室的含尘气体在沉降室断面上的流速，根据含尘气体的临界速度v_c确定。

式中，v_c为含尘气体的临界速度，m/s；

k为流线系数，取10～20，k值随尘粒直径d_P减小而递增；其余符号意义同前。

含尘气体在沉降室断面上的流速为临界速度的0.5～0.75倍，一般在0.2～0.8m/s范围内选取。

沉降室有效分离粒径

1、尘粒从沉降室顶部降落到底部所需时间

式中，H为沉降室高度，m；

v₀为尘粒的沉降速度，m/s；

2、气流在沉降室内停留的时间

式中，L为沉降室长度，m；

v为沉降室断面上的气体速度，m/s；

3、要使尘粒不被气流带走，必须使

4、在层流区，尘粒的沉降速度v₀与粒径d_P的平方成正比，根据斯托克斯定律，不同粒径尘粒的沉降速度可用以下公式求得

式中所有符号意义同前。

5、沉降室的高度H应根据实际情况确定。但H应尽量小一些，因为H越大，所需的沉降时间就越长，势必加长沉降室的长度。具体的长度和高度尺寸可根据现场空间条件，同时考虑运转的方便来确定，必要时可以以消耗材料最少为目的，进行最优计算。

6、沉降室的宽度B与处理气量有关

式中，Q为沉降室处理气量，m³/s；

B为沉降室的宽度，m；

其余符号意义同前。

7、一定结构的沉降室，能沉降在室内的最小粒径d_min可按以下公式求得

式中所有符号意义同前。

沉降室结构尺寸

沉降室的外形尺寸可用近似式确定

式中，A为沉降室有效截面积，m²。

通常，在设计重力沉降室时，应注意下列问题。

① 气流速度尽可能选低些，以保持接近层流 (粒子的雷诺数R_e<2000)状态，因为R_e更高的湍流会使已降落的粉尘再次扬起，破坏沉降作用。

② 为保证沉降室横断面上气流分布均匀，沉降室的进风管应通过平滑的渐扩管与之相连。若受场地限制，可装设导流板、扩散板等气流分布装置。如条件允许，把进风管装在降尘室上部。

③ 净化高温烟气时，由于热压作用，排气口以下空间的气流有可能减弱，从而降低了容积利用率和除尘效率，此时沉降室的进出口位置应低一些。

重力沉降室的主要优点是结构简单、价格低廉、耗能少，适用于净化密度大、粒径粗的粉尘。通常去除粒径范围为30～50μm的粉尘，如设计合理，加装适当的挡板可使效率达60%～80%，但小于5μm的粉尘，净化效率几乎等于零。重力沉降室的压力损失大约为50～150Pa。 2100433B

沉降室是最简单的除尘设备，早期曾用于立窑除尘或其他除尘设备前降低废气的含尘浓度，现在已不作为单独的除尘器使用，但是两个设备的连接部分或多条管道的汇接点，对粉尘往往起着沉降作用。如回转窑或烘干机等尾部、窑磨一体机的汇风箱等可以看作沉降室。烟气进入沉降室后由于面积扩展，速度降低，大颗粒粉尘由于沉降速度高，在烟气未流出沉降室前就已降落到底，由沉降室底部储存灰斗收集，未沉降下来的粉尘随烟气带出。安装在窑炉等热工设备后面的沉降室主要是方便相邻设备的连接，它的除尘效率一般只有30%左右，仅作为初步净化用，也为后面的除尘设备运行创造有利条件。

为提高沉降室的除尘效率，有的在室内加装一些垂直挡板，一方面为了改变气流的运动方向，由于粉尘惯性较大，不能随同气体一起改变方向，撞到挡板上，失去继续飞扬的动能，沉降到下面的灰斗中；另一方面为了延长粉尘的通行路程，使它在重力作用下逐渐沉降下来。如图所示，使气体产生一些小股涡旋，尘粒受到离心作用，与气体分开，并碰到室壁上和挡板上，使之沉降下来。对装有挡板的沉降室，气流速度可以提高到6-8m/s，多段沉降室设有多个室段，这样相对地降低了尘粒的沉降速度。2100433B

重力沉降窒是最古老、最简易的除尘设备，主要由室体、进气口、出气口和集灰斗组成。含尘气流进入室体内，因流动截面积的扩大而使气体流速降低，较大尘粒借助自身重力作用自然沉降而被分离捕集下来。

重力沉降室适用于捕集密度大、颗粒大（50 μm以上）的粉尘，特别是磨损件很强的粉尘。其优点是结构简单、造价低、施工容易、维护管理方便、阻力小（一般为50～150Pa），可处理较高温气体（最高使用温度能达到350～550℃）、可回收干灰等，但缺点是除尘效率低（约50%）、占地面积大，因此，一般作为多级除尘系统中的预除尘器使用。

沉降室的除尘效率与沉降室的结构、气流速度、尘粒大小等因素直接相关。沉降室的尺寸宜以矮、宽、长的原则布置。沉降室内气流速度越低，越有利于捕集细小尘粒，但设备体积相对庞大；在室内气流速度一定的前提下，增加沉降室的纵深，也可提高除尘效率．但不宜延长至10 m以上；在沉降室内合理布置挡墙、隔板、喷雾或在沉降窒底部设置水封池等措施，均能在一定程度上（10%～15%）提高除尘效率。

通常假定：①颗粒在除尘器入口断面上分布均匀；②颗粒的运动轨迹是由水平和垂直两个方向的分速度合成的。在水平方向，颗粒与气体具有相同的速度Vo；在垂直方向，忽略气体的浮力，颗粒仅在重力和气体阻力作用下以其终末重力沉降速度Us沉降。基于上述假定的沉降室除尘效率，主要决定于气流的流动状态(即无混合的塞状流、无混合的层流、横向混合的紊流和完全混合的紊流)。

无混合是假定除尘器中未被捕集的颗粒无任何混合，既无轴向（气流方向）混合，也无横向混合，塞状流是假定在任一横断面上气流速度分布是均匀的。

设沉降室的长、宽、高分别为L、W、H，水平气流速度为Vo(m/s)，处理气体流量为Q(m³/s)，则气流在沉降室内的停留时间：

在时间t内，粒径为dp的颗粒的重力沉降高度hc为：

因此，对于粒径为dp的颗粒，只有在高度hc以下进入沉降室．才能以其沉降速度Us沉降到下部灰斗中。若hc<=H，则对粒径为dp的颗粒的分级除尘效率为：

对于斯托克斯区域，沉降速度

代入上式中得到：

对于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子有hc=H，即下式成立。

由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分级效率的公式的一半作为实际分级效率，则有：